CC001 – Variatore di velocità per trapano da 450W

Spesso succede che bucare del materiale gessoso sia un’ impresa difficile, in particolare per i movimenti laterali della punta che provoca delle sbavature, poi per la gran quantità di polvere sollevata, se poi si pensa a certe lavorazioni particolari, ecco che risulta utile un variatore di velocità per trapani.
Sul mercato esistono diversi variatori, ma purtroppo non sempre questi commerciali sono veramente efficaci.
La maggior parte di essi non è altro che un variatore di luce per lampade a incandescenza, usato impropriamente (tanto che al primo attrito, il motore rallenta troppo o si ferma) oppure sono disponibili a prezzi molto più elevati, dei variatori per motori a onda pulsante usati impropriamente in alternata, questi funzionano bene a bassissima velocità ma lavorano solo con una semionda, risultato? Il motore rende la metà e si producono disturbi sulla rete elettrica.

Il mio progetto risulta essere leggermente più sofisticato di quelli sopra elencati, per il fatto che contiene un filtro rete per ridurre i disturbi sulla linea, un filtro RC in parallelo al diodo SCR, dei diodi che riducono l’ effetto “scarica induttiva” provocato dal motore e infine in ponte raddrizzatore che converte l’ alternata in una tensione pulsante, dopotutto i motori a spazzola funzionano benissimo in continua.

Questo progetto è rivolto a tutti coloro che usano il trapano sia per hobbistica che per vari usi domestici, infatti tali trapani montano motori da 350 – 400W e difficilmente vengono sfruttati al 100% della loro potenza.

Schema elettrico:
Nello schema si vede chiaramente come la tensione di rete sia filtrata attraverso la rete C1, C2, C3 e C4 e la doppia bobina toroidale prima di giungere a D1 per essere raddrizzata, Partendo da R1, passando per R2 si crea una costante di tempo che controlla la carica di C5, questa costante di tempo fa si che l’ innesco del diodo SCR (D5) varia in funzione della carica dello stesso C5 e della tensione presente sul catodo dello stesso SCR.
I diodi D4 e D6 servono per smorzare eventuali scariche induttive generate dagli avvolgimenti del motore stesso (infatti anche i motori a spazzola sono carichi semi induttivi e hanno un cos Ф leggermente inferiore a 1.
La rete R4 – C6 serve per sopprimere eventuali disturbi generati, evitando falsi inneschi del diodo SCR e armoniche che poi generano disturbi sulle radio a modulazione di ampiezza.

Elenco componenti:

R1 = 10KΩ 2W HT D1 = ponte diodi KBU6K o simili 6A
R2 = 2,2 KΩ lineare D2, D3 = diodo 1N4007
R3 = 8,2KΩ 0,5W D4, D6 = diodo 1N4007
R4 = 100Ω 2W HT D5 = diodo SCR da 4 – 5 A 400V
C1 = 4,7nF 275Vac poliestere
C2= 4,7nF 275Vac poliestere C5 = 4,7uF 63V elettrolitico
C3 = 100nF 275Vac poliestere C6 = 100nF 275Vac poliestere
C4 = 100nF 275Vac poliestere

Funzionamento:

Il funzionamento è abbastanza semplice, infatti il potenziometro R2 dosa la tensione che controlla a sua volta la costante di tempo relativa alla carica di C5, variando così il ritardo di innesco del diodo SCR sulla semionda della sinusoide.
Questo fa si che la tensione efficace che giunge al motore del trapano risultando inferiore lo fa girare a regimi bassi, ma appoggiando la punta sul piano da forare, lo sforzo e l’ attrito della stessa, fanno calare ulteriormente la tensione presente sul catodo del diodo SCR, questo a sua volta provoca un anticipo sull’innesco dello stesso, creando così uno spunto di corrente che da quella mossa in più per superare l’ attrito, ma che si autoannulla appena lo sforzo meccanico cessa.
Con questo sistema è possibile avere sempre un’ alta potenza e coppia motrice, sia che giri a 100g/m sia che giri a 3000g/m.